罗彻斯特研究人员说，元数据是一种新的光学组件，可以与自由格式的光学组件结合使用，以创建下一代AR / VR眼镜
最近小鱼有看到罗切斯特大学的研究人员将自由形式的光学器件和超颖表面结合起来，避免了“bug eyes”。
罗切斯特大学光学研究所的研究人员提出了一种新颖的技术，可以最大程度地发挥这些特性。在《科学进展》上的一篇论文中，他们描述了使用称为“超表面”的纳米光子光学元件压印自由形式的光学器件。
超表面是金属薄膜上由银纳米级微小结构组成，在这种情况下，它与光学器件的自由形状相符，从而实现了一种新的光学组件，研究人员称其为超形体。
变形器可以克服常规的反射定律，收集从各个方向进入AR / VR目镜的可见光线，并将其直接重定向到人眼。
量子光学和量子物理学教授Nick Vamivakas将纳米结构比作小型无线电天线。“当我们启动该设备并以正确的波长对其进行照明时，所有这些天线都会开始振荡，并发出新的光，从而向下游传递我们想要的图像。”
“元表面也被称为'平面光学器件，因此在自由形式光学器件上写入超表面将创建一种全新的光学组件，” Brian J. Thompson光学工程教授，自由形式光学中心主任Jannick Rolland说。
Rolland补充说：“这种光学组件可以应用于任何镜子或透镜，因此我们已经在其他类型的组件中找到了应用”，例如传感器和移动相机。
什么是自由光学？
自由形式光学是一项新兴技术，它使用的透镜和反射镜的表面在光学直径内外均缺少对称轴，从而创造出比以往任何时候都更轻，更紧凑，更有效的光学设备。
应用包括3D成像和可视化，增强和虚拟现实，红外和军事光学系统，高效的汽车和LED照明，能源研究，遥感，半导体制造和检查以及医疗和辅助技术。
为啥自由曲面光学还不够
目的是将进入AR / VR眼镜的可见光引导到眼睛。新设备使用自由空间光合路器来帮助实现这一目标。但是，当组合器是围绕头部弯曲以符合眼镜格式的自由形式光学器件的一部分时，并不是所有的光都直接导向眼睛。单靠自由形式的光学器件无法解决这一特定挑战。
这就是为啥研究人员必须利用超颖表面来构建新的光学组件的原因。
“将自由形式和超表面这两种技术集成在一起，了解它们如何与光相互作用，并利用它们来获得良好的图像是一项重大挑战，” Rolland研究小组的光学工程师Daniel Nikolov说。
制造的挑战
罗兰德说，另一台障碍是“从宏观到纳米”的过渡。实际的聚焦装置的尺寸约为2.5毫米。但这甚至比压印在自由曲面光学器件上的最小纳米结构大10,000倍。
Nikolov说：“从设计的角度来看，这意味着改变自由曲面透镜的形状并在透镜上分布纳米结构，从而使两者能够协同工作，因此你将获得具有良好光学性能的光学设备。”
这要求Rolland小组的光学工程师Aaron Bauer找到一种方法来规避无法在光学设计软件中直接指定超颖表面的方法。实际上，使用了不同的软件程序来实现集成的metaform设备。
尼科洛夫说，制造过程还蛮难的。它要求使用电子束光刻，其中使用电子束切掉需要沉积银纳米结构的薄膜超表面部分。在弯曲的自由曲面上用电子束进行书写是非典型的，需要开发新的制造工艺。
研究人员在密歇根大学的Lurie纳米制造工厂使用了JEOL电子束光刻（EBL）机。为了在弯曲的自由曲面光学器件上输入超表面，他们首先使用激光探针测量系统创建了自由曲面的3D地图。然后将3D地图编程到JEOL机器中，以指定每个纳米结构需要制造到的高度。 |
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